JP5556538B2 - 蓄熱装置とこれを用いた空気調和機 - Google Patents
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Description
油層は、流動点が互いに異なる2種類以上の炭化水素を主成分とし、少なくとも1種類の炭化水素の留分沸点は蓄熱材の沸点より大きい。
第1の油層と比重の異なる第2の油層とから構成される。これにより、蓄熱溶液揮発の抑制能力、油の蓄熱溶液への溶解性、有機酸生成の抑制能力のいずれとも良好な油層となる。
図1Aは、本発明の実施の形態1に係る蓄熱装置の断面図で、図1Bは、図1Aに示す蓄熱材と油層の性状関係を示す図である。図1Aにおいて、蓄熱装置20は、箱部21と蓋部22とからなる蓄熱容器23と、蓄熱容器23の内部空間に充填された蓄熱材24と、蓄熱材24に浸漬された熱交換器25とから少なくとも構成されている。蓄熱材24は、水と不凍性ニ価アルコールの混合液を主成分とする溶液であり、その上部には、飽和炭化水素が主成分で、互いに分子量の異なる2種類の微量の油層26aと26bが形成されている。
実施の形態2は、蓄熱材24で使用する不凍性ニ価アルコールと、油層26で使用する飽和炭化水素について、最適な組み合わせとなる種別を検討した内容である。
実施の形態3では、蓄熱材24の蒸発性と、油層26で使用する飽和炭化水素の蒸発性について、最適な関係を検討した。検討の結果、蓄熱材24の蒸発性は沸点で代替し、油層26で使用する飽和炭化水素の蒸発性は引火点で代替することとした(図1Bを参照)。そして、油層26はその引火点(華氏温度)が、蓄熱材24の沸点(華氏温度)の1.3倍以上の高温にある特性とすると、優れた油となることが判明し、その結果、蓄熱材の補充頻度が少ない蓄熱装置が得られた。以下、詳細に検討内容を説明する。
実施の形態4は、熱交換器25として銅系材料を使用した場合に、良好な耐腐食性を示す蓄熱材24の液性について検討した内容である。
その検討結果を図3に示す。評価は、溶出した銅イオンの濃度を測定し、測定値に応じて銅の耐腐食性を「優れる」「良好」「不充分」「極度に劣る」の4段階でランク分けし、その各々を「◎」「○」「△」「×」の記号で表現している。
10の本発明I〜IVは、特に銅の耐腐食性が「優れる◎」となり、銅の耐腐食性に優れた油である。その結果、蓄熱材の補充頻度がさらに少ない一層高品質の蓄熱装置が得られた。一方、比較例IIやIII の様に、アゾールが混合されたPH6未満やPH10を超える蓄熱材は、銅の耐腐食性が「不充分△」となり、不適格な油である。また、比較例IやIVの様に、アゾールが混合されていないPH6やPH10の蓄熱材は、銅の耐腐食性が「極度に劣る×」となり、不適格な油である。
実施の形態5は、蓄熱装置20の詳細な構造に関する。
実施の形態6は、加熱源の廃熱を蓄熱材に有効に蓄熱できる蓄熱装置20の構造に関する。以下、図4A,図4Bを参照してその構造を説明する。
実施の形態7は、加熱源の廃熱を蓄熱材に有効に蓄熱できる蓄熱装置20の構造に関する。以下、図4A,図4Bを援用して、その構造を説明する。
実施の形態8は、蓄熱装置をヒートポンプの暖房流路に応用して、効果的に暖房をおこなう空気調和機に関する。以下、図5を参照してその構成を説明する。
朝の暖房に使用する省エネな暖房機器などに、用いることができる。
21 箱部
22 蓋部
23 蓄熱容器
24 蓄熱材
25 熱交換器
26 油層
27 通気孔
28 隙間(空気層)
31 凹部
32 底部
34 薄板
35 加熱源
40 凝縮器
41 膨張弁
42 蒸発器
43 圧縮機
44 暖房用ヒートポンプ循環路
45 蓄熱用バイパス路
46 電磁弁(蓄熱回収路用)
47 除霜用バイパス路
48 電磁弁(除霜路用)
49 四方弁
Claims (12)
- 蓄熱装置であって、
蓄熱材と前記蓄熱材の上部に積層される油層とを収容する容器と、
前記容器内の蓄熱材に浸漬するよう配置された熱交換器とを備え、
前記油層は、流動点が互いに異なる2種類以上の炭化水素を主成分とし、少なくとも1種類の炭化水素の留分沸点は前記蓄熱材の沸点より大きい、蓄熱装置。 - 前記炭化水素は、飽和炭化水素であることを特徴とする請求項1に記載の蓄熱装置。
- 前記蓄熱材は、水と不凍性二価アルコールとの混合液を主成分とする、請求項1または2に記載の蓄熱装置。
- 前記油層は、常温で液体の第1の油層と、前記第1の油層と比重の異なる第2の油層とから構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記油層の引火点(華氏温度)は、前記蓄熱材の沸点(華氏温度)より1.3倍以上高温である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記熱交換器が銅系材料で、PH6〜10の水溶液である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記熱交換器は、蓄熱溶液層に蓄熱された熱を回収する蓄熱用熱交換器であり、前記蓄熱溶液を加熱する加熱源をさらに備えた請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記加熱源は、蓄熱溶液層の外部に設けられ、蓄熱用熱交換器は、蓄熱容器の内部で前記蓄熱溶液層に浸漬する位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の蓄熱装置。
- 前記容器は、凹部を有する蓋部と、前記蓋部が嵌合する箱部とを有しており、前記凹部の下端は前記蓄熱材もしくは前記油層に浸かっていることを特徴とする、請求項1〜8のい
ずれか1項に記載の蓄熱装置。 - 前記蓄熱容器は、前記加熱源を囲むように設けられていることを特徴とする請求項7または8に記載の蓄熱装置。
- 前記蓄熱容器は、熱伝導性部材を介して前記加熱源と接触していることを特徴とする請求項7または8に記載の蓄熱装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の蓄熱装置を備えることを特徴とする空気調和装置。
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